[发明专利]一种燃料电池系统能量回收装置

说明书

本申请涉及一种燃料电池系统能量回收装置，涉及燃料电池汽车能量管理领域，其包括废气回收系统、废热回收系统、传动系统、温度传感器和控制器，废气回收系统包括涡轮机；废热回收系统包括朗肯循环机构；传动系统包括传动机和发电机；温度传感器用于检测排液口排出的冷却液的温度；控制器用于当燃料电池系统低负荷工作，且冷却液的温度低于预设的第一温度时，控制传动机，以使涡轮机与朗肯循环机构的膨胀机均与发电机断开连接；当燃料电池系统高负荷工作，和/或冷却液的温度高于预设的第一温度时，控制传动机，以使涡轮机和膨胀机均与发电机连接，并进行发电。将废气回收系统和废热回收系统的集成，有效提高能量利用率。

技术领域

本申请涉及燃料电池汽车能量管理领域，特别涉及一种燃料电池系统能量回收装置。

背景技术

目前车用燃料电池系统一般包括空气系统，氢气系统，冷却系统。采用氢气作为燃料，在燃料电池阳极和阴极分别通入氢气和空气进行化学反应产生电能，且通过空压机为燃料电池提供空气。燃料电池系统的效率一般为50％左右，燃料中未被利用的能量大部分以热量的形式被浪费，如冷却液散热，排气散热和辐射散热等。

相关技术中，针对燃料电池系统的能量回收技术主要有涡轮机回收技术和朗肯循环技术，其中涡轮回收技术是指在空气系统的排气管路增加一个涡轮机，利用排气推动涡轮发电。朗肯循环技术是指在冷却系统管路增加一套朗肯循环装置，利用高温的冷却液加热朗肯循环系统中的工质，工质受热蒸发后推动膨胀机做功。

但是涡轮机回收技术和朗肯循环技术都是单独进行能量回收，集成度较差，回收的能量较少，能量利用率低。

发明内容

本申请实施例提供一种燃料电池系统能量回收装置，以解决相关技术中针对燃料电池系统的能量回收的技术都是单独进行，集成度低，导致回收的能量较少，能量利用率低的问题。

第一方面，提供了种燃料电池系统能量回收装置，该燃料电池系统包括燃料电池和空压机，其包括：

废气回收系统，其包括涡轮机，所述涡轮机用于与所述燃料电池的排气口连接；

废热回收系统，其包括朗肯循环机构，所述朗肯循环机构的两端分别用于与所述燃料电池的排液口和进液口连接；

传动系统，其包括传动机和发电机；

温度传感器，其用于检测所述排液口排出的冷却液的温度；

控制器，其与所述传动机和所述温度传感器均相连；所述控制器用于：

当所述燃料电池系统低负荷工作，且所述冷却液的温度低于预设的第一温度时，控制所述传动机，以使所述涡轮机与所述朗肯循环机构的膨胀机均与所述发电机断开连接；

当所述燃料电池系统高负荷工作，和/或所述冷却液的温度高于预设的第一温度时，控制所述传动机，以使所述涡轮机和所述膨胀机均与所述发电机连接，并进行发电。

一些实施例中，所述废气回收系统还包括增压泵，所述增压泵的两端分别用于与所述燃料电池的进气口和排气口连接；

所述控制器还用于：

当所述燃料电池系统低负荷工作，控制所述传动机，以使所述增压泵与所述涡轮机相连，并通过所述涡轮机驱动所述增压泵工作，以将排气口的废气经进气口输入所述燃料电池内；

当所述燃料电池系统高负荷工作，控制所述传动机，以使所述涡轮机和所述增压泵断开。

一些实施例中，所述废气回收系统还包括引射器，所述引射器的两端分别用于与所述进气口和排气口连接，且所述引射器与所述增压泵并联，所述引射器用于当所述燃料电池系统高负荷工作时，将排气口的废气经进气口输入所述燃料电池内。

一些实施例中，所述废气回收系统还包括增压泵，所增压泵的两端分别用于与所述涡轮机和进气口连接；